油田轻烃分馏装置火炬系统安全运行与对策探究

油田轻烃分馏装置火炬系统安全运行与对策探究

那成洋

大庆油田化工有限公司轻烃分馏分公司轻烃分馏车间   黑龙江大庆   163411

摘要：在油田轻烃分馏装置生产运行中，火炬系统的安全运行，确保了轻烃分馏系统的安全运行，确保了轻烃分馏系统整个装置的安全平稳生产，即保证了轻烃产品的质量，又起到了安全作用，本文集中分析了轻烃分馏装置作为安全系统的火炬系统的组成、各运行部件的工艺结构，作用和相应的故障现象和处理方法，为从事轻烃工作的一线员工提出了合理化的工作建议，以其为今后的相关工作提供借鉴与参考。

关键词：轻烃分馏装置    火炬系统    安全运行

引言

随着我国石油化工行业的发展与进步，轻烃分馏装置的安全生产，已经提上了日程，油田轻烃分馏装置的处理量，由起初的2万吨/年，提升到现在处理量30万吨/年，但处理轻烃的软肋，即泄漏与静电，均会引发装置的火灾、爆炸等一系列灭顶之灾，那么，作为轻烃分馏装置的安全保障火炬系统，是如何运转的，他们的联系又是如何，且随着轻烃分馏装置的日渐扩大化，火炬系统也得到了长久发展与不断的改进，在这一过程中，一定要围绕着轻烃分馏行业的生产工作，了解火炬系统的安全屏障，为今后提高轻烃分馏装置火炬系统安全运行的有效性，确保轻烃分馏装置的生产更加安全。

1. 油田轻烃分馏装置火炬系统概述

油田轻烃分馏装置火炬系统是由火炬本体（包括火炬头、密封器、火炬筒体、塔架），火炬燃料气管网，火炬蒸汽管网，火炬氮气管网，水封罐，气液分离罐，压液罐，冬季生产的伴热系统等设备组成，那么，要保证轻烃分馏装置火炬系统的安全、平稳、高效运行，又涉及到整个火炬系统相应设备的通力合作，只有火炬系统平稳了，才能使油田轻烃分馏装置在安全生产的前提下高枕无忧。油田轻烃分馏装置火炬系统流程图如下：

由轻烃分馏装置生产区、储运罐区和戊烷精分生产区三个主体车间来的排放气，经火炬各分支汇聚到火炬放空主线上，经火炬气液分离罐V321，火炬水封罐V323到达火炬头燃烧排放。而火炬排放系统的作用主要是及时、安全处理由于开停工或是在装置生产波动大时调节的排放气进入火炬燃烧，即起到保证装置安全平稳运行，又起到了环保作用。而对于三个主体车间在排放气中夹带的重组分，即C5以上组分时，会经过火炬气液分离罐V321得以沉降分离，再经入压液罐V322返回到储运V306罐中回收利用。

2. 火炬系统各管网的运行作用

2.1燃料气管网

火炬系统的燃料气是支持火炬长明灯持续燃烧的气源保证，燃料气的气源是通过储运车间卧式罐V306A/B所提供，它通过燃料气管线进入火炬区域，由气源球阀、现场压力表及自动点火器组成。在调节气源压力时，需到现场通过压力表显示值调节球阀开度至压力表显示值在0.2Mpa，即保证了长明灯持续燃烧，又节约能源。在燃料气管网中一个重要的系统就是火炬自动点火系统，它的气源也是来自储运卧罐V306A/B，它通过供气管线入火炬燃料气线计量仪表，然后进入点火电磁阀，自动点火器设置两个点火电磁阀及一条跨线阀，当长明灯测量信号显示为无火焰时，自动点火电磁阀会自动给火炬长明灯点火，使其燃烧，自动点火系统还设立了现场手动点火和主控室手动点火按钮，当火炬长明灯不再自主燃烧时，可通过现场长明灯点火按钮或主控室手动按钮进行手动点火操作。燃料气管网是火炬系统的核心，它保证了火炬长明灯持续燃烧所需的气源，它的运行好坏，是保证整个轻烃分馏装置区安全、环保、文明生产的前提。

2.2蒸汽管网

火炬系统的硝烟蒸汽是来自轻烃分馏生产区的生产所用蒸汽总线的末端进入火炬系统。蒸汽在入火炬区域设有来气总阀和回水总阀，在其调节蒸汽量处设有并联调节阀两处，作用是当其硝烟蒸汽用量少时，一调节阀控制，当硝烟蒸汽用量大时，可两处调节阀并用，进行硝烟蒸汽的调节与控制；轻烃分馏装置的火炬系统由主控室DCS控制，当火炬系统放空量大时，常常伴随着黑烟燃烧，即污染了空气，又影响安全生产，此时通过调节蒸汽量大小，在火炬头部投用硝烟蒸汽，整个气相火苗清洁燃烧，无黑烟，保证轻烃分馏装置安全、环保、文明生产。作为火炬系统的硝烟蒸汽，因蒸汽来自生产区所用生产蒸汽的末端，在硝烟蒸汽用量少时，常常会有凝结水堵塞蒸汽管线，妨碍硝烟蒸汽及时投用的现象发生。针对此现象，我们在硝烟蒸汽管网进入火炬塔架下端蒸汽调节阀前管线处，加了一个低点导淋，用胶管链接，微量排放，及时把火炬蒸汽管线内的凝结水排除，为随时有气源放空，随时投用硝烟蒸汽，保证了火炬安全文明生产。

2.3氮气管网

火炬氮气系统的气源来自轻烃分馏生产区的氮气末端提供，在火炬内，设有计量仪表一块，火炬氮气系统的作用是在火炬系统停工检修时，对火炬内的设备管线进行吹扫所用，它还有一个作用，就是在火炬投用时，为压液罐V322投用气源，压液入储运V306A/              B

2.4伴热管网

冬季生产，为了防止火炬系统内的设备、管线、阀体发生冻堵，影响火炬的正常投用，火炬系统采用了伴热方式进行生产。火炬伴热系统分为蒸汽伴热和电伴热两种，除了气液分离罐V321液位计，压液罐V322液位计，水封罐V323液位计及水封罐V323脱水阀所用伴热为电伴热外，其余伴热均为蒸汽伴热。蒸汽伴热气源来自火炬蒸汽总线，分多支伴热管线分别为气液分离罐V321、压液罐V322、水封罐V323三个罐底外进行冬季生产伴热，还对液体排放线、火炬筒分别盘蒸汽管线伴热。

3火炬系统各设备的运行作用

3.1气液分离罐V321

作为轻烃分馏装置火炬系统的气液分离罐V321，其作用是将从三个主体车间（戊烷精分车间、储运车间、轻烃分馏车间）来的火炬放空气，经火炬放空管线直接进入气液分离罐V321，进行气液分离，重组分沉降在V321罐底，轻组分则从V321进入水封罐V323，排向火炬燃烧，气液分离罐V321罐体，设有液位计，当液位超过40cm时，我们将进行压液处理。

3.2压液罐V322

作为火炬系统的压液罐V322，其作用是将来自气液分离罐V321沉降下来的C5以上重组分，经连通管线进入V322，当V322液位达到80cm时，关闭连通管线出入口阀门，打开V322罐顶去储运V306A/B阀门，开始进行压液操作，因为V322是卧式储罐，罐顶设有氮气线阀组，将氮气入V322流程导通后，打开入V322氮气阀门，进行充压作业，压液罐顶设有安全阀及压力表，安全阀的起跳压力为0.9Mpa，氮气充压过程中，为防止罐体超压安全阀起跳，压液时采取的措施是，当压力表值在0.6MPa时稳定此时氮气冲入量，保持在0.6Mpa直至将V322罐内重组分排至V322液位计显示为0，关闭V322去储运卧罐V306A/B阀门，打开连通阀，排向火炬泄压至压力表读数为0时，关闭连通阀。此时V322压液操作完毕，如气液分离罐V321液位达20%以上时，重复上述压液操作，直至将V321内重组分压入储运V306A/B罐。

3.3水封罐V323

作为火炬系统为防止火炬火焰回火，造成火炬系统发生爆炸、着火危险的安全系统，火炬水封罐起到燃烧火焰不可能产生回火，进入轻烃分馏装置的保护系统。水封罐V323内设有水槽，放空管线进入水槽内，放空管线由于在水槽内，而大量放空气从水槽底部进入V323,再经火炬管线入火炬头燃烧。V323设有水封液位计，加水阀组、脱水阀组及压力表等设施，保证了火炬系统的运行安全。

4.火炬系统的改进措施及操作、维护建议

对于火炬系统的改进，我们还应该在火炬支线和总线上安装使用流量仪表，由支线流量仪表的显示值，确认放空气来源，还应该在DCS操作上，设置通过火炬总线流量仪表显示值，决定硝烟蒸汽开关的大小，以使及时放空，及时燃烧，及时投用硝烟蒸汽，已达到安全环保的作用；

对于火炬系统的维护，从自动点火系统的安全使用，到火炬头长明灯的燃启，再到燃料气线的燃气压力的设定值，都需要精心维护，发现问题及时解决，确保火炬系统安全、平稳运行。

5. 结束语

火炬系统是轻烃分馏装置重要的安全环保设施，它的安全运行，为处理30万吨/年的轻烃保驾护航，火炬系统虽然不是创造生产效益的设备，但其安全作用远远超出了轻烃分馏装置创造经济效益本身，总之，要保证火炬的运行安全，就需要改进火炬系统的本质安全，正确操作和维护，使设备达到正常运行状态，是保证火炬运行的有效措施。

参考文献

[1.]化工工艺设计手册(第四版)吴德荣

[2.]韩钧：炼油厂火炬系统工艺设计探讨[J].  石油化工安全技术，2002.18（2）：21.